Germinação de sementes e crescimento de plântulas de soja (Glycine max L. Merrill) sob cobertura vegetal

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1 DOI: /actasciagron.v31i3.320 Germinação de sementes e crescimento de plântulas de soja (Glycine max L. Merrill) sob cobertura vegetal Lúcia Helena Pereira Nóbrega *, Gislaine Piccolo de Lima, Gislaine Iastiaque Martins e Adriana Maria Meneghetti Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola, Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Rua Universitária, 2069, , Cascavel, Paraná, Brasil. *Autor para correspondência. lhpn@unioeste.br RESUMO. A eficiência do sistema de rotação de cultura requer, entre outros tratamentos, a escolha adequada das espécies a serem instaladas. Culturas vegetais podem apresentar compostos aleloquímicos, os quais são liberados por meio de pelos radiculares, sementes, raízes, colmos e folhas, em quantidades variáveis, capazes de interferir nas culturas subsequentes, comprometendo a produção. Assim, este estudo analisou o potencial alelopático de aveia-preta (Avena strigosa Schreb) (AP), nabo forrageiro (Raphanus sativus L.) (NF), ervilhaca (Vicia sativa L.) (ER), azevém (Lolium multiflorum Lam.) (AZ) e consórcio (CO - AP+ER+NF) na germinação de sementes e crescimento de plântulas de soja. O experimento foi em laboratório, com substrato de areia, onde foram cultivadas plantas de cobertura, por 30 dias, mantendo os restos radiculares das plantas com e sem restos de parte. Observou-se redução na emergência de plântulas de soja sob CO, AZ e AP. O índice de velocidade de emergência (IVE), a porcentagem de emergência em areia (EA) e a massa fresca de hipocótilo (MFH) foram afetados negativamente pelas plantas de cobertura. Palavras-chave: rotação de cultura, culturas de inverno, alelopatia. ABSTRACT. Soybean (Glycine max L. Merrill) seed germination and plantlet growth under vegetation cover. In order to be efficient, the crop rotation system requires, among other factors, an adequate choice of species to be installed. Vegetal cultures can feature allelochemical compounds, released by root hairs, roots, stems and leaves in variable amounts, which are able to interfere on subsequent cultures, as well as cause a delay in their production. Thus, this study analyzed the allelopathic potential of black oat (Avena strigosa Schreb) (BO), forage turnip (Raphanus sativus L.) (FT), vetch (Vicia sativa L.) (V), ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) (RG) and consortium (CO - BO+V+FT) on soybean seed germination and plantlet growth. This trial was carried out in a laboratory, with sand substrate, where coverage plants were grown, during 30 days. The remaining root portions of plants were kept with and without the remaining aerial part portions. A reduction was observed on the emergence of soybean plantlets under CO, RG and BO. The emergence speed index (ESI), emergence percentage on sand (ES) and the green mass of hypocotyls (GMH) were negatively affected by coverage plants, and due to this, another study is essential to verify whether there is an indication of the allelopathic effect. Key words: crop rotation, winter-season culture, allelopathy. Introdução Para adoção eficiente do sistema de semeadura direta, é essencial o uso da rotação de cultura, utilizando coberturas vegetais capazes de amenizar os problemas fitossanitários nas espécies destinadas à produção de grãos, favorecer a reciclagem de nutrientes e promover, ainda, a melhoria do solo nos seus atributos físicos e biológicos (EMBRAPA, 2004). Contudo, os resíduos das coberturas vegetais, sejam na superfície ou incorporados ao solo, podem apresentar ação alelopática, influenciando a germinação e o desenvolvimento da cultura subsequente, por meio de substâncias químicas liberadas no ambiente (ALMEIDA, 1991a). A decomposição do material vegetal leva à perda da integridade da membrana celular, permitindo a liberação direta de uma variedade de compostos capazes de influenciar o desenvolvimento dos microrganismos e das plantas que nele se encontram. Nesse sentido, o efeito alelopático pode pronunciar-se tanto durante o ciclo de cultivo quanto nos cultivos subsequentes (ALMEIDA, 1991b).

2 462 Nóbrega et al. De acordo com Tokura e Nóbrega (2006) a realização de pesquisas que estudem o potencial alelopático entre plantas cultivadas permite a redução de custos da produção agrícola, bem como, a redução do impacto ambiental causado pelo uso desordenado e crescente de agrotóxicos. Todas as plantas produzem metabólitos secundários ou aleloquímicos, que variam em qualidade e quantidade de espécie para espécie, até mesmo na quantidade do metabólito de um local de ocorrência ou ciclo de cultivo para outro. Os aleloquímicos podem ser encontrados em todos os órgãos da planta: caules, folhas, raízes, inflorescências e flores, frutos e sementes. Existem diversas rotas de liberação dessas substâncias para o meio ambiente, podendo ser liberadas por lixiviação dos tecidos, em que as toxinas solúveis em água são lixiviadas da parte e das raízes; volatilização de compostos aromáticos das folhas, flores, caules e raízes sendo absorvidos por outras plantas; exudação pelas raízes, em que um grande número de compostos alelopáticos é liberado na rizosfera circundante, influindo direta ou indiretamente nas interações planta/planta (FERREIRA; ÁQUILA, 2000). De acordo com Ferreira e Áquila (2000), o processo de germinação é menos sensível aos aleloquímicos que o crescimento da plântula e, neste aspecto, pode acarretar o aparecimento de plântulas anormais, sendo a necrose da radícula um dos sintomas mais comuns. Torna-se, portanto, recomendável a realização de testes que visem o critério morfológico de germinação, ou seja, emergência da radícula, como primeira abordagem, devendo ser seguido por testes de germinação em solo ou areia. Para Gusman et al. (2008) ainda é importante considerar que em condições de campo, o efeito dos agentes aleloquímicos pode ser diferente do observado in vitro, de forma que os processos utilizados para demonstrar que determinados extratos têm efeitos alelopáticos não prova mais do que a existência de aleloquímicos no material vegetal, não podendo inferir que em condições de campo elas se manifestem. Diante da necessidade de testar coberturas vegetais adequadas ao cultivo da soja e identificar possíveis interações alelopáticas, este trabalho buscou determinar o potencial alelopático de aveiapreta (Avena strigosa Schreb), nabo forrageiro (Raphanus sativus L.), ervilhaca (Vicia sativa L.), azevém (Lolium multiflorum Lam.) e consórcio (AP+ER+NF) em substrato areia com restos radiculares de plantas de cobertura com e sem restos de parte, na germinação de sementes e crescimento de plântulas de soja. Material e métodos m O experimento foi conduzido no Laboratório de Avaliação de Sementes e Plantas do CCET - Unioeste - Campus de Cascavel, Estado do Paraná. Inicialmente, em área externa ao laboratório, em recipientes plásticos (27 x 9 x 16,5 cm) com substrato de areia, foram semeados aveia preta, nabo forrageiro, ervilhaca, azevém e consórcio (AP+ER+NF), com oito repetições para cada cultura. Regas foram realizadas sempre que necessário. Após 30 dias da semeadura, foi coletada a parte de cada uma das culturas, e em quatro repetições a parte (caule e folhas) foi mantida sobre a areia, simulando palhada. Nos recipientes plásticos com substrato de areia e restos radiculares das plantas de cobertura com e sem restos de parte, semeou-se soja, em quatro repetições para cada tratamento, mais uma testemunha (apenas com areia, sem cobertura, sem restos vegetais). Foram determinados: porcentagem de emergência de plântulas, índice de velocidade de emergência de plântulas, massa fresca de hipocótilo e massa seca de hipocótilo (MSH), conforme metodologia descrita em Vieira e Carvalho (1994). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com tratamentos arranjados em esquema fatorial 5x2 com testemunha (cinco plantas de cobertura x dois tipos de restos vegetais), com quatro repetições para cada tratamento e testemunha. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, em nível de 5% de probabilidade, processados pelo programa ESTAT (UNESP, 1991). Os dados expressos em porcentagem foram transformados em arco seno ( x + 0,5) 100. Resultados e discussão Na Tabela 1, são apresentados os resumos das análises de variância para porcentagem de emergência, índice de velocidade de emergência (IVE), comprimento médio de hipocótilo, massa fresca e massa seca de hipocótilos de plântulas de soja em substrato de areia com restos radiculares de plantas de cobertura com e sem restos de parte. Para a variável porcentagem de emergência de plântulas, os valores de F para os parâmetros testemunha versus tratamentos, restos vegetais e para

3 Germinação e crescimento da soja sob cobertura vegetal 463 interação plantas de cobertura versus restos vegetais não foram significativos (p > 0,05); foram, porém, para plantas de cobertura. Os resultados da análise de variância de IVE indicam que o valor de F foi significativo para plantas de cobertura e para testemunha versus tratamentos. Para comprimento médio de hipocótilo, os valores de F foram nãosignificativos para todos os parâmetros, ou seja, o comprimento de hipocótilo não foi afetado pelos tratamentos. Almeida (1991b), estudando o potencial alelopático de resíduos vegetais de aveia, centeio, nabo forrageiro e tremoço, verificou redução no comprimento do caulículo de soja. Resultados semelhantes foram encontrados por Tokura e Nóbrega (2002) ao observarem o efeito alelopático de extratos (10 min. e 24h) de aveia preta e nabo forrageiro no comprimento médio da parte de soja. Contudo, esses efeitos não foram observados neste experimento. Ainda na Tabela 1, observa-se que os valores de F foram significativos para testemunha versus tratamentos, mas não foram para plantas de cobertura, restos vegetais e interação plantas de cobertura versus restos vegetais, para a variável massa fresca de hipocótilos de plântulas. Para massa seca de hipocótilos de plântulas, os valores de F foram não-significativos para os parâmetros restos vegetais, plantas de cobertura e testemunha versus tratamentos; foram significativos, porém, para plantas de cobertura versus restos vegetais. Na Tabela 2, é apresentada a comparação testemunha versus tratamentos para porcentagem de emergência, índice de velocidade de emergência, massa fresca e seca de hipocótilos de plântulas de soja em substrato de areia com restos radiculares de plantas de cobertura com e sem restos de parte. Apenas as variáveis índice de velocidade de emergência e massa fresca de hipocótilos de plântulas sofreram efeitos negativos dos tratamentos, confirmando Ferreira e Áquila (2000) ao afirmarem que o processo de germinação é menos sensível aos aleloquímicos que o crescimento da plântula, em estudos com resteva de trigo, aveia-preta e centeio, indicando a não-influência sobre a germinação de sementes de culturas de verão como milho, feijão e soja. Tabela 2. Comparação testemunha versus tratamentos para porcentagem de emergência, índice de velocidade de emergência, comprimento, massa fresca e seca de hipocótilos de plântulas de soja em substrato de areia com restos radiculares de plantas de cobertura com e sem restos de parte. Variável Tratamentos Testemunha Porcentagem de (%) 89A 92A emergência 4,7 4,8 Índice de velocidade de 16,4B 18,8A emergência 6,0 3,3 Comprimento médio de (cm) 31,8A 26,4A hipocótilo de plântulas 6,6 17,9 Massa fresca de (g) 0,303B 0,347A hipocótilos de plântulas 5,318 4,157 Massa seca de (g) 0,0103A 0,0102A hipocótilos de plântulas 14,31 11,95 s seguidas de mesma letra na linha não diferem significativamente entre si, pelo teste de Tukey, em nível de 5% de probabilidade. Tabela 1. Resumo da análise de variância para porcentagem de emergência, índice de velocidade de emergência (IVE), comprimento médio de hipocótilo, massa fresca e massa seca de hipocótilos de plântulas de soja em substrato de areia com restos radiculares de plantas de cobertura com e sem restos de parte. Variável Parâmetros GL QM F Porcentagem de emergência de plântulas Testemunha x Tratamentos 1 27,83 1,03 ns 4 85,66 3,16* Restos vegetais 1 19,18 0,71 ns x Restos vegetais 4 41,37 1,53 ns Índice de velocidade de emergência de plântulas (IVE) Testemunha x Tratamentos 1 21,92 13,61* 4 6,00 3,73* Restos vegetais 1 0,04 0,02 ns x Restos vegetais 4 2,85 1,77 ns Comprimento médio de hipocótilo de plântulas Testemunha x Tratamentos 1 107,81 3,46 ns 4 11,94 0,38 ns Restos vegetais 1 30,63 0,98 ns x Restos vegetais 4 20,50 0,66 ns Massa fresca de hipocótilos de plântulas Testemunha x Tratamentos 1 0,0070 7,31* 4 0,0007 0,68 ns Restos vegetais 1 0,0001 0,05 ns x Restos vegetais 4 0,0017 1,78 ns Massa seca de hipocótilos de plântulas Testemunha x Tratamentos 1 0 0,02 ns 4 0 1,87 ns Restos vegetais 1 0 0,18 ns x Restos vegetais 4 0 6,45* ns = não-significativo, * = significativo a 5%.

4 464 Martins et al. Verifica-se que não houve diferença na emergência de plântulas sob resíduos de parte das plantas de cobertura utilizadas (Tabela 3). Entre as plantas de cobertura, verifica-se maior emergência sob nabo forrageiro e ervilhaca, que diferiram apenas da emergência das plantas em consórcio e aveia preta; e estes não diferiram da emergência sob azevém, o que também concordou com Ferreira e Áquila (2000). Pela Tabela 4, verifica-se maior índice de velocidade de emergência sob nabo forrageiro, o qual diferiu estatisticamente apenas do consórcio, e este também não apresentou diferença sob resíduo da parte das plantas de cobertura. As plantas de cobertura interferiram negativamente na velocidade de emergência, visto que as plântulas de soja, na testemunha, emergiram em menor tempo, quando comparada aos tratamentos. Essa diferença pode ser atribuída ao possível potencial alelopático das raízes das plântulas de cobertura, visto que os tratamentos com restos vegetais não apresentaram diferenças no índice de velocidade de emergência das plântulas. Resultados diferentes foram encontrados por Bortolini e Fortes (2005), os quais não encontraram diferenças significativas avaliando efeito alelopático de exsudatos radiculares de aveia preta, ervilhaca, trigo, milho e testemunha sobre a germinação e o índice de velocidade de emergência de sementes de soja testados em rolo de papel germiteste. Tabela 3. Porcentagem de emergência de plântulas de soja em com e sem restos de parte. Raiz + Parte a Raiz a 89B 92A 92A 90AB 83B geral 89 7,3 7,5 3,4 s seguidas de mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem Plantas de cobertura: aveia preta (AP), nabo forrageiro (NF), ervilhaca (ER), azevém (AZ), consórcio (CO). Os dados apresentados são os obtidos das observações originais seguidos das letras obtidas na comparação de médias com a transformação em arco seno ( x + 0,5 ) 100. Tabela 4. Índice de velocidade de emergência de plântulas de soja em com e sem restos de parte. Raiz + Parte 15,5 18,0 15,5 16,7 16,1 16,3ª Raiz 16,8 17,7 16,8 15, ,4ª 16,1AB 17,8A 16,2AB 16,2AB 15,5B geral 16,6 7,7 1,8 0,8 s seguidas de mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem : aveia preta (AP), nabo forrageiro (NF), ervilhaca (ER), azevém ( ). x + 0,5 100 A média da massa fresca de hipocótilos da testemunha foi maior e diferente da média para tratamentos, indicando a influência destes sobre a massa fresca de hipocótilos (Tabela 5). Tabela 5. Massa fresca (g) de hipocótilos de plântulas de soja em com e sem restos de parte. Restos vegetais AP NF ER AZ CO Raiz + Parte 0,314 0,295 0,300 0,305 0,296 0,302ª Raiz 0,278 0,301 0,299 0,302 0,341 0,304ª 0,296ª 0,298A 0,300A 0,304A 0,318A geral 0,307 10,05 0,045 0,020 s seguidas de mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem : aveia preta (AP), nabo forrageiro (NF), ervilhaca (ER), azevém. ( x + 0,5) 100 As médias de massa seca de hipocótilos não diferiram em relação à presença ou não de restos vegetais (Tabela 6). Entre as plantas de cobertura com restos de parte, a aveia preta apresentou a maior massa seca de hipocótilos com média estatisticamente igual ao nabo forrageiro, o qual por sua vez, não diferiu da ervilhaca, azevém e consórcio. Em relação às médias dos tratamentos sem resíduos de parte, a aveia preta apresentou a menor média de massa fresca de hipocótilos, diferindo apenas do consórcio, o qual não diferiu do nabo forrageiro, ervilhaca e azevém. Quando comparadas as médias de massa seca de hipocótilos entre plantas de cobertura na presença ou não de restos vegetais de parte, para as plantas do nabo forrageiro, ervilhaca e azevém, verifica-se que o fator restos vegetais de parte não apresentou diferença significativa. No entanto, para aveia preta, observa-se que a presença de restos vegetais de parte aumentou significativamente a massa seca de hipocótilos. Já para o consórcio, houve redução significativa da massa seca de hipocótilos quando na presença de restos vegetais de parte. Fontaneli et al. (2000) verificaram maior rendimento de soja cultivada após aveia-branca, aveia-preta pastejada, aveia preta com ervilhaca pastejada e trigo. Olibone et al. (2006) constatou que a relação de matéria seca da parte foi menor quando a soja foi cultivada na presença somente de raiz, sem palha de sorgo na superfície. Estudos desenvolvidos por Lima e Moraes (2008) indicam diminuição no crescimento do hipocótilo e da radícula das plântulas de alface e tomate, em placas de Petri, quando submetidas ao extrato aquoso de

5 Germinação e crescimento da soja sob cobertura vegetal 465 Ipomoea fistulosa. De acordo com os autores, nos ensaios de crescimento realizados em casa-devegetação, houve redução significativa da altura das plantas, do número de folhas, da massa seca da parte e da raiz das plântulas de alface e tomate quando submetidas ao resíduo de folhas de Ipomoea fistulosa. Tabela 6. Massa seca (g) de hipocótilos de plântulas de soja em com e sem restos de parte. Raiz + Parte 0,0133Aa 0,0102Aba 0,0090Ba 0,0098Ba 0,0098Bb 0,0104a Raiz 0,0086Bb 0,0105Aba 0,100Aba 0,0096Aba 0,0125Aa 0,0102a 0,0110A 0,0103A 0,0095A 0,0097A 0,0112A geral 0, ,01 0,002 0,001 s seguidas de mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferem : aveia preta (AP), nabo forrageiro (NF), ervilhaca (ER), azevém ( x + 0,5) 100 Conclusão. A emergência de plântulas de soja foi reduzida sob consórcio de aveia preta, nabo forrageiro e ervilhaca e de azevém e aveia preta isolados. O índice de velocidade de emergência, a porcentagem de emergência em areia e a massa fresca de hipocótilos foram afetados negativamente pelas plantas de cobertura. Não houve efeito dos tratamentos sobre o comprimento do hipocótilo. Os tratamentos aveia preta com restos vegetais de parte mais raiz e consórcio apenas com restos radiculares afetaram positivamente a massa seca de hipocótilos de soja. Referências ALMEIDA, F. S. Controle de plantas daninhas em plantio direto. Londrina: Iapar, 1991a. (Circular técnica, n. 67). ALMEIDA, F. S. Efeitos alelopáticos de resíduos vegetais. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 26, n. 2, p , 1991b. BORTOLINI, M. F., FORTES, A. M. T. Efeitos alelopáticos sobre a germinação de sementes de soja (Glycine max L. Merrill). Semina: Ciências Agrárias, v. 26, n. 1, p. 5-10, EMBRAPA-Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Tecnologia de produção de soja: Paraná ed. Londrina: Embrapa Soja, FERREIRA, A. G.; AQUILA, M. E. A. Alelopatia: uma área emergente da ecofisiologia. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, v. 12, n. 1, p , FONTANELI, R. S.; SANTOS, H. P.; VOSS, M.; AMBROSI, I. Rendimento e nodulação de soja em diferentes rotações de espécies anuais de inverno sob plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 35, n. 2, p , GUSMAN, G. S.; BITTENCOURT, A. H. C.; VESTENA, S. Alelopatia de Baccharis dracunculifolia DC. sobre a germinação e desenvolvimento de espécies cultivadas. Acta Scientiarum. Biological Sciences, v. 30, n. 2, p , LIMA, J. D.; MORAES, W. S.; Potencial alelopático de Ipomoea fistulosa sobre a germinação de alface e tomate. Acta Scientiarum. Agronomy, v. 30, n. 3, p , OLIBONE, D.; CALONEGO, J. C.; PAVINATO, P. S.; ROSOLEM, C. A. Crescimento inicial da soja sob efeito de resíduos de sorgo. Planta Daninha, v. 24, n. 2, p , TOKURA, L. K.; NÓBREGA, L. H. P. Potencial alelopático de coberturas de inverno no desenvolvimento de plântulas de soja. Revista Varia Scientia, v. 2, n. 2, p , TOKURA, L. K.; NÓBREGA, L. H. P. Alelopatia de cultivos de cobertura vegetal sobre infestantes. Acta Scientirarum. Agronomy, v. 28, n. 3, p , UNESP-Universidade Estadual Paulista. Sistema para análises estatísticas: ESTAT. V.2.0. Jaboticabal, VIEIRA, R. D.; CARVALHO, N. M. Testes de vigor de sementes. Jaboticabal: Funep, Received on April 29, Accepted on October 31, License information: This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.